專利名稱：一種污泥高溫脫水產(chǎn)生的惡臭廢氣的凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢氣治理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用化學(xué)法配合生物法凈化污泥高溫脫水產(chǎn)生的惡臭廢氣的工藝方法。
背景技術(shù)：
焚燒法是處理城市污水廠的污泥的主要方法之一，其主體工藝是先對污泥進行干燥，然后再進行焚燒。由于原污泥含水率在80%以上，直接焚燒需要大量的燃料，非常不經(jīng)濟。通常在焚燒前先將污泥干燥脫水，干燥后的污泥體積將大大降低，而脫水污泥主要成分是碳有機質(zhì)，熱值較高，再通過焚燒法將其分解可節(jié)約很多燃料。污泥焚燒產(chǎn)物只有少量的無機鹽殘余組分，體積極小，方便處置。采用焚燒法處置污泥，燃料的費用仍然是一項很大的支出。但這對水泥廠來說卻是順理成章的事情，水泥窯尾排放的尾氣溫度仍有約300°C，直接排放無異于極大的浪費， 利用這部分余熱用來干燥污泥，然后將干燥后的脫水污泥投入水泥窯焚燒分解，污泥可以完全無害化處置，而能源的利用率也大大提高。水泥廠利用窯尾余熱烘干處置城市污水廠污泥是非常理想的以廢制廢工藝，但烘干過程產(chǎn)生的廢氣具有極其復(fù)雜的臭氣成分1、由于污泥是來自城市污水處理廠的剩余污泥，其中含有大量的有機質(zhì)和微生物，從污水處理廠到水泥廠的路途需要1 2小時，運輸過程中污泥里的微生物在罐車密閉的情況下對污泥進行不完全厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生大量的惡臭組分，其中有硫化氫、氨等無機惡臭組分，也有甲硫醇、乙硫醚等復(fù)雜的有機惡臭物質(zhì)；2、污泥的含水率很高，達到80%以上，在烘干脫水過程中污泥的水分變成水蒸氣與廢氣一起從煙囪排放，廢氣露點溫度高達62°C。3、水泥窯廢氣具有&含量低、SO2高的特點，與污泥含硫物質(zhì)在污泥烘干裝置中產(chǎn)生SA疊加，聞到的惡臭味還帶有濃烈的刺激性氣味，經(jīng)檢測，廢氣中的SA含量高達 1500mg/m3；以上三點是水泥廠利用窯尾余熱烘干處置城市污水廠污泥產(chǎn)生惡臭廢氣成分的主要特點。因此，選擇一套高效凈化污泥高溫脫水產(chǎn)生的惡臭廢氣的方法就非常有必要。為了選擇合適的除臭工藝，本發(fā)明的發(fā)明人針對該類型惡臭廢氣進行了一系列工業(yè)性試驗，試驗中發(fā)現(xiàn)1、單純采用化學(xué)法僅能去除廢氣中的SO2等無機類廢氣組分，難以去除其中的有機類惡臭組分；2、采用生物法，生物填料可有效吸附廢氣中的有機惡臭組分，然后通過填料中的微生物將其降解為二氧化碳、水和無機鹽，但單純采用生物法，因廢氣中SO2含量較高，生物填料很快酸化，PH值降低，填料中的微生物活性被抑制甚至死亡；3、采用常溫生物法必須要將廢氣溫度降至15 37°C以內(nèi)，這樣才能保持微生物的活性，而烘干污泥設(shè)備排放的尾氣溫度仍有120°C，常溫微生物無法生存，采取冷卻降溫措施將大大增加能源的消耗；并且廢氣中含濕量較大，約為18%，廢氣溫度低于60°C時會有冷凝水析出，溫度降至37°C以下時會析出大量冷凝水，形成二次污染。4.采用濕法脫硫去除后廢氣溫度還有60 70°C，常溫生物法中的常溫微生物仍難以保持活性，除臭效率極低。綜上所述，所述高效凈化惡臭廢氣的方法有待進一步優(yōu)化組合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種污泥高溫脫水產(chǎn)生的惡臭廢氣的凈化方法。解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種污泥高溫脫水產(chǎn)生的惡臭廢氣的凈化方法，該方法包括以下步驟(1)石灰石-石膏脫硫系統(tǒng)去除；石灰石-石膏脫硫系統(tǒng)包括吸收塔、石灰石漿液循環(huán)噴淋系統(tǒng)、煙道系統(tǒng)、除霧系統(tǒng)、石灰石漿液配制系統(tǒng)及石膏脫水系統(tǒng)；將所述污水廠污泥干燥脫水后產(chǎn)生的惡臭廢氣通過引風(fēng)機加壓進入吸收塔，控制進塔煙溫為110 130°C、漿液噴淋量為10 20L/Nm3、除霧器數(shù)量為兩級、塔高為四 35m，所述惡臭廢氣經(jīng)過石灰石-石膏脫硫系統(tǒng)后廢氣中的低于50mg/L，惡臭廢氣的溫度在55 64°C之間；(2)高溫生物滴濾塔除臭系統(tǒng)降解惡臭有機組分所述高溫生物滴濾塔除臭系統(tǒng)包括高溫生物滴濾塔、作為高溫除臭嗜熱菌群的生長載體的生物填料、生物循環(huán)池及循環(huán)噴淋裝置、廢水處理系統(tǒng)，所述生物填料比表面積為3500-4500m2/m3，孔隙率為55-65%，堆積密度為0. 36-0. 45g/cm3，生物填料表面附著生長大量經(jīng)培養(yǎng)馴化適應(yīng)惡臭廢氣的高溫除臭嗜熱菌群；脫硫后的惡臭廢氣進入高溫生物滴濾塔；惡臭廢氣穿過生物填料層時，其中的惡臭分子被生物填料吸附，然后被表面上生長的高溫除臭嗜熱菌群捕獲、吸收、降解為二氧化碳、水。為了維持滴濾塔內(nèi)的溫度在所述范圍，必須嚴格控制高溫生物滴濾塔系統(tǒng)的工藝參數(shù)控制噴淋水量為1. 0 1. 6L/m3，pH值為6. 0 6. 8，氣體流速0. 1 0. 6m/s，填料的厚度為4 6m，，循環(huán)噴淋水曝氣的水氣比1 10 15。石灰石-石膏濕法脫硫配合高溫生物滴濾塔創(chuàng)新性組合工藝是針對利用水泥窯窯尾廢氣余熱烘干污水處理廠污泥產(chǎn)生的臭氣的除臭技術(shù)發(fā)明。該工藝主要包含吸收塔和高溫生物滴濾塔兩個部分，先通過吸收塔去除廢氣中的SO2,然后由高溫生物滴濾塔利用生物填料中馴化后的高溫除臭嗜熱菌群降解廢氣中的惡臭有機組分，達到脫硫除臭的目的。1.吸收塔脫硫工藝石灰石-石膏濕法脫硫工藝是電廠鍋爐廢氣脫硫處理的傳統(tǒng)、成熟工藝，通常脫硫后的廢氣污染物指標達到國家標準后即可排放。但該類型廢氣除臭工藝中采用石灰石-石膏濕法脫硫必須滿足后續(xù)生物除臭系統(tǒng)的要求，本工藝專門針對水泥窯尾余熱烘干污泥產(chǎn)生的惡臭廢氣性質(zhì)對石灰石-石膏濕法脫硫工藝參數(shù)經(jīng)過大量實驗，進行了優(yōu)化改進。通過對進塔煙溫、漿液噴淋量、除霧器數(shù)量、塔高、塔體結(jié)構(gòu)等設(shè)計參數(shù)的研究，嚴格控制脫硫后的廢氣Sh含量低于生物細菌所能承受的濃度以下，吸收塔出口廢氣溫度控制在水蒸氣露點溫度以內(nèi)，以滿足處理工藝低能耗及適合后續(xù)高溫生物滴濾塔高溫除臭嗜熱菌群維持活性的要求。石灰石-石膏濕法脫硫產(chǎn)物主要是石膏，石膏經(jīng)脫水達到一定的含水率可以送至水泥廠生產(chǎn)線作為生產(chǎn)原料使用，達到變廢為寶的目的。2.高溫生物滴濾塔工藝普通的生物除臭工藝是在常溫下運行的，通過噴淋系統(tǒng)向生物填料噴水，使生物填料內(nèi)的微生物保持一定的濕度而保持活性，臭氣從塔底向上流經(jīng)生物填料時被填料吸附后由其中的微生物吸收降解而達到除臭的目的。針對水泥窯窯尾廢氣余熱烘干污水處理廠污泥產(chǎn)生的臭氣高溫、高濕、多組分惡臭物質(zhì)復(fù)雜等特點，本工藝是在常溫生物處理工藝基礎(chǔ)上進行了創(chuàng)新改進為高溫生物滴濾塔工藝，使之能有效處理此類高溫、高濕、多組分惡臭的廢氣。該工藝區(qū)別于普通的生物處理工藝有如下特點1)高溫生物滴濾塔選用質(zhì)輕多孔耐腐的生物填料作為高溫除臭嗜熱菌群的生長載體，其性質(zhì)是比表面積3500-4500m2/m3，孔隙率為55-65 %，堆積密度0. 36-0. 45g/cm3。 該類型填料具有較大的表面積有利于微生物在其表面附著生長，較低的密度也減輕了整個塔體的荷載，降低投資成本。該類型填料耐腐蝕特性可避免進氣中少量的化學(xué)侵蝕以及微生物菌落中霉菌的腐化侵蝕，提高了填料使用壽命。該類型填料具有一定的體積，外形橢圓，堆積在一起有較多的氣流通過縫隙，這樣就降低了填料層的阻力，同時有利于噴淋循環(huán)水流的沖刷，加快表面生物膜的更新使微生物處于活躍生長狀態(tài)，并且不易為脫落生物膜污泥堵塞。2)高溫生物滴濾塔選用經(jīng)培育的嗜熱脂肪芽孢桿菌及其他無細胞壁古細菌等組成的嗜熱菌群作為降解廢氣中惡臭組分的主體，該菌群在60°C左右的高溫下可保持最佳活性，即該溫度下菌群的處于最佳生長狀態(tài)，具有很好的除臭效果，短時間可耐受75°C高溫。 該菌群的低溫存活性能良好，在試驗過程中停止20天后重新運轉(zhuǎn)，可以短時間內(nèi)恢復(fù)高溫活性。3)高溫生物滴濾塔塔體設(shè)計是與前面的脫硫系統(tǒng)一道綜合考慮進行優(yōu)化的，通過對噴淋水量、PH值、氣體流速、填料的選擇及厚度、進風(fēng)配風(fēng)、循環(huán)噴淋水曝氣充氧等多方面優(yōu)化設(shè)計，可有效控制塔內(nèi)的溫度維持在58 64°C，并保持高溫嗜熱菌的活性，建立了高溫嗜熱菌適應(yīng)項目特有廢氣的生態(tài)系統(tǒng)，同時避免溫度低于廢氣露點太多而產(chǎn)生大量冷凝廢水，增加廢水處理負擔(dān)，達到節(jié)能減排的目的。本發(fā)明在廢氣處理量Q = 320000Nm3/h、原始溫度T = 110°C、含濕度為18%的情況下，如果處理溫度降至常溫細菌承受范圍38°C以下，經(jīng)計算冷凝廢水量約為4200m3/h。因此本項目發(fā)明已達到節(jié)能減排目的。本發(fā)明的創(chuàng)新優(yōu)化組合工藝，實現(xiàn)了低成本臭氣處理，臭氣去除率達90%以上。


圖1為本發(fā)明方法所用的設(shè)備系統(tǒng)示意圖；圖2為本發(fā)明工藝流程圖。1、吸收塔；2、引風(fēng)機；3、除霧器；4、石膏庫；5、氧化風(fēng)機；6、吸收塔漿液循環(huán)泵； 7、石膏漿液排出攪拌泵；8、石膏旋流器；9、真空皮帶脫水機；10、真空泵；11、濾布沖洗水泵；12、過濾水池；13、過濾水泵；14、石灰石粉倉；15、插板門；16、旋轉(zhuǎn)給粉機；17、石灰石漿液池；19、流化風(fēng)機；20、電加熱器；21、事故漿液箱；22、預(yù)噴淋循環(huán)池；23、預(yù)噴淋水泵；24、高溫生物滴濾塔進風(fēng)煙道；25、高溫生物滴濾塔；26、高溫生物滴濾塔出口排煙囪；27、 生物循環(huán)池；28、生物循環(huán)池鼓風(fēng)機；29、生物循環(huán)池循環(huán)噴淋泵；30、石灰石漿液泵。
具體實施例方式參照圖1，所述本發(fā)明方法所用到的設(shè)備裝置，其主要包括有吸收塔1 ；引風(fēng)機2 ； 除霧器3 ；石膏庫4 ；氧化風(fēng)機5 ；吸收塔漿液循環(huán)泵6 ；石膏漿液排出攪拌泵7 ；石膏旋流器 8 ；真空皮帶脫水機9 ；真空泵10 ；濾布沖洗水泵11 ；過濾水池12 ；過濾水泵13 ；石灰石粉倉14 ；插板門15 ；旋轉(zhuǎn)給粉機16 ；石灰石漿液池17 ；石灰石漿液輸送泵18 ；流化風(fēng)機19 ； 電加熱器20 ；事故漿液箱21 ；預(yù)噴淋循環(huán)池22 ；預(yù)噴淋水泵23 ；高溫生物滴濾塔進風(fēng)煙道 24 ；高溫生物滴濾塔25 ；高溫生物滴濾塔出口排煙@ 26 ；生物循環(huán)池27 ；生物循環(huán)池鼓風(fēng)機28 ；生物循環(huán)池循環(huán)噴淋泵四；石灰石漿液泵30。水泥廠利用窯尾余熱烘干城市污水廠污泥，烘干過程產(chǎn)生的廢氣具有極其復(fù)雜的臭氣成分其中有硫化氫、氨等無機惡臭組分，也有甲硫醇、乙硫醚等復(fù)雜的有機惡臭物質(zhì)； 污泥的含水率很高，達到80%以上，在烘干脫水過程中污泥的水分變成水蒸氣與廢氣一起從煙囪排放，廢氣露點溫度高達62°C ；水泥窯廢氣具有&含量低、S&高的特點，與污泥含硫物質(zhì)在污泥烘干裝置中產(chǎn)生的SO2疊加，聞到的惡臭味還帶有濃烈的刺激性氣味，經(jīng)檢測， 廢氣中的濃度含量高達1500mg/m3。本發(fā)明提供一種高效凈化惡臭廢氣的方法，主要是通過石灰石-石膏法高效脫硫系統(tǒng)中去除S02，然后在通過高溫生物滴濾塔除臭系統(tǒng)降解惡臭有機組分。參照圖2。實施例1本實施例所述污泥高溫脫水產(chǎn)生的惡臭廢氣的凈化方法，該方法包括以下步驟(1)石灰石-石膏脫硫系統(tǒng)去除；石灰石-石膏脫硫系統(tǒng)主要包括吸收塔、石灰石漿液循環(huán)噴淋系統(tǒng)、煙道系統(tǒng)、除霧系統(tǒng)、石灰石漿液配制系統(tǒng)及石膏脫水系統(tǒng)；通過引風(fēng)機加壓將惡臭廢氣從吸收塔底部送入吸收塔，控制進塔煙溫為 110-130°C，漿液噴淋量為15L/Nm3，除霧器數(shù)量為兩級，塔高為32m。測得出塔廢氣中的低于50mg/L，且惡臭廢氣的溫度在55 64°C之間；(2)高溫生物滴濾塔除臭系統(tǒng)降解惡臭有機組分所述高溫生物滴濾塔除臭系統(tǒng)包括高溫生物滴濾塔、生物循環(huán)池及循環(huán)噴淋裝置、廢水處理系統(tǒng)，高溫生物滴濾塔中填充有作為高溫除臭嗜熱菌群的生長載體的生物填料，載體表面附著生長大量經(jīng)培養(yǎng)馴化適應(yīng)這類惡臭廢氣的高溫除臭嗜熱菌群；脫硫后的惡臭廢氣進入高溫生物滴濾塔；惡臭廢氣穿過生物填料層時，其中的惡臭分子被生物填料吸附，然后被表面上生長的高溫除臭嗜熱菌群捕獲、吸收、降解為二氧化碳、水。高溫生物滴濾塔選用質(zhì)輕多孔耐腐的生物填料作為高溫除臭嗜熱菌群的生長載體，其性質(zhì)是比表面積3500-4500m2/m3，孔隙率為55-65%，堆積密度0. 36-0. 45g/cm3。該類型填料具有較大的表面積有利于微生物在其表面附著生長。已知的嗜熱脂肪芽孢桿菌或者他無細胞壁古細菌中的一種或多種組成是由東莞市康萊環(huán)保凈化工程有限公司和中山大學(xué)提供。嗜熱菌群先在生物循環(huán)池內(nèi)培養(yǎng)繁殖，然后通過循環(huán)提升噴淋至生物填料上，并通入污泥烘干廢氣，使嗜熱菌在滴濾塔內(nèi)填料表面和內(nèi)部掛膜生長，并在55-64°C的高溫下馴化以適應(yīng)所述惡臭廢氣組分而得到的所述高溫除臭嗜熱菌群，所述高溫除臭嗜熱菌群在能夠保持很好的生物活性。脫硫后的廢氣進入高溫生物滴濾塔，惡臭廢氣穿過生物填料層時，其中的惡臭分子被擁有巨大表面積的生物陶粒吸附，然后被表面上生長的高溫微生物捕獲、吸收、降解為二氧化碳、水，達到除臭目的。為了將塔內(nèi)溫度維持在58-64°C之間，需嚴格控制系統(tǒng)中的工藝參數(shù)控制噴淋水量為1. 3L/m3，pH值為6. 0 6. 8，氣體流速0. 4m/s，填料的厚度為5m，循環(huán)噴淋水曝氣的水氣比1 13。處理后的凈化氣經(jīng)煙囪排放。最后檢測排入煙囪的廢氣中的組分，結(jié)果如下表
權(quán)利要求
1.一種污泥高溫脫水產(chǎn)生的惡臭廢氣的凈化方法，其特征是，該方法包括以下步驟(1)石灰石-石膏脫硫系統(tǒng)去除SA石灰石-石膏脫硫系統(tǒng)包括吸收塔、石灰石漿液循環(huán)噴淋系統(tǒng)、煙道系統(tǒng)、除霧系統(tǒng)、石灰石漿液配制系統(tǒng)及石膏脫水系統(tǒng)；將所述污水廠污泥干燥脫水后產(chǎn)生的惡臭廢氣通過引風(fēng)機加壓進入吸收塔，控制進吸收塔的煙溫為110 130°c、漿液噴淋量為10 20L/Nm3、除霧器數(shù)量為兩級、吸收塔塔高為四 35m，所述惡臭廢氣經(jīng)過石灰石-石膏脫硫系統(tǒng)后廢氣中的低于50mg/L，惡臭廢氣的溫度在55 64°C 之間；(2)高溫生物滴濾塔除臭系統(tǒng)降解惡臭有機組分所述高溫生物滴濾塔除臭系統(tǒng)包括高溫生物滴濾塔、作為高溫除臭嗜熱菌群的生長載體的生物填料、生物循環(huán)池及循環(huán)噴淋裝置、廢水處理系統(tǒng)，所述生物填料比表面積為3500-4500m2/m3，孔隙率為55-65%，堆積密度為0. 36-0. 45g/cm3,生物填料表面附著生長大量經(jīng)培養(yǎng)馴化適應(yīng)惡臭廢氣的高溫除臭嗜熱菌群；脫硫后的惡臭廢氣進入高溫生物滴濾塔；惡臭廢氣穿過生物填料層時，其中的惡臭分子被生物填料吸附，然后被表面上生長的高溫除臭嗜熱菌群捕獲、吸收、降解為二氧化碳、水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥高溫脫水產(chǎn)生的惡臭廢氣的凈化方法，其特征是，高溫生物滴濾塔系統(tǒng)的工藝參數(shù)為控制噴淋水量為1. 0 1. 6L/m3，pH值為6. 0 6. 8，氣體流速0. 1 0. 6m/s，填料的厚度為4 6m，循環(huán)噴淋水曝氣的水氣比為1 10 15。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥高溫脫水產(chǎn)生的惡臭廢氣的凈化方法，其特征是，所述高溫除臭嗜熱菌群是由嗜熱菌先在生物循環(huán)池內(nèi)培養(yǎng)繁殖，然后通過循環(huán)提升噴淋至生物填料上，并通入污泥烘干廢氣，使嗜熱菌在滴濾塔內(nèi)填料表面和內(nèi)部掛膜生長，并在55-64°C的高溫下馴化以適應(yīng)所述惡臭廢氣組分而得到的，所述高溫除臭嗜熱菌群在 55-64°C能夠保持很好的生物活性。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污泥高溫脫水產(chǎn)生的惡臭廢氣的凈化方法，其特征是，所述嗜熱菌為嗜熱脂肪芽孢桿菌或無細胞壁古細菌中一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種污泥高溫脫水產(chǎn)生的惡臭廢氣的凈化方法，該工藝方法同時包含石灰石-石膏脫硫系統(tǒng)和高溫生物滴濾塔除臭系統(tǒng)兩個部分，所述惡臭廢氣先通過脫硫塔去除其中的SO2，然后由生物滴濾塔利用生物填料中的高溫除臭嗜熱菌群降解惡臭廢氣中的惡臭有機組分。本發(fā)明創(chuàng)新組合工藝的優(yōu)點是除臭效果明顯，無需配套冷卻系統(tǒng)，避免大量冷凝水析出，投資省，運行成本低，無二次污染。
文檔編號B01D53/80GK102179160SQ20111008791
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者劉志強, 劉穎成, 張小雄, 張斌, 曾鉅鍵, 林益曉, 羅輝, 鄧明佳, 陳文和 申請人:廣州市越堡水泥有限公司